第2课时 反应焓变的计算

答案:D
化学
【跟踪训练 1】 根据以下 3 个热化学方程式 2H2S(g)+3O2(g) 2H2S(g)+O2(g) 2H2S(g)+O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l) Δ H=-Q1 kJ·mol 2S(s)+2H2O(l) Δ H=-Q2 kJ·mol-1 2S(s)+2H2O(g) Δ H=-Q3 kJ·mol-1
298 K 时反应 2C(s,石墨)+H2(g) 4Al(s)+3O2(g) 4Fe(s)+3O2(g) A.Δ H1>Δ H2 2wenku.baidu.coml2O3(s) Δ H1 2Fe2O3(s) Δ H2
(4)已知:铝热反应是放热反应,又知,常温下:
下面关于Δ H1、Δ H2 的比较正确的是( B.Δ H1<Δ H2
化学 4.示例 如图所示:反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为 Δ H;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为Δ H1、Δ H2、Δ H3。
则Δ H与Δ H1、Δ H2、Δ H3的关系为: Δ H=Δ H1+Δ H2+Δ H3 。
化学
【思考】 为什么焓变与反应过程无关?
【学习目标】 1.了解焓变的比较方法及焓变的简单计算。 2.理解盖斯定律的含义,能运用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 3.掌握焓变的几种计算方法。
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1.热化学方程式:把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出 来的式子。 2.书写热化学方程式注意事项:注明物质的聚集状态;注意Δ H的符号及 单位。 3.焓变表达式:Δ H=H(反应产物)-H(反应物)。
②S(g)+O2(g) ③CaO(s)+H2O(l) A.仅②
Ca(OH)2(s) C.仅①③
CaCO3(s)
B.仅①②
解析:①中碳完全燃烧放出的热量多,但放热ΔH为负值,所以 ΔH1>ΔH2;②中气态硫燃烧放出的热量多,ΔH3<ΔH4;③中 ΔH5<0,ΔH6>0,则ΔH5<ΔH6,故ΔH前者小于后者的是②③。
① ②
(1)由热化学方程式来看,更稳定的磷的同素异形体是 (2)试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
。 。
答案:(1)红磷 (2)P4(s,白磷)
4P(s,红磷)Δ H=-29.2 kJ·mol-1
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探究1 焓变的比较
问题导引
解疑难 提能力
1.物质的稳定性与物质具有的能量高低之间有何关系?
化学
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知:①C(s,石墨)+O2(g) ②2H2(g)+O2(g) ③2C2H2(g)+5O2(g) CO2(g)Δ H1=-393.5 kJ·mol-1
-1
2H2O(l)Δ H2=-571.6 kJ·mol-1 4CO2(g)+2H2O(l)Δ H3=-2 599 kJ·mol C2H2(g)的焓变:Δ H= 。
出的热量也越多。
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【例 1】 下列各组热化学方程式中,化学反应的Δ H 前者小于后者的是( ①C(s)+
1 O2(g) 2
)
CO(g) SO2(g)
Δ H1 Δ H3
C(s)+O2(g) S(s)+O2(g) Δ H5 D.仅②③
CO2(g) Δ H2 SO2(g) Δ H4 CaO(s)+CO2(g) Δ H6
C2H5OH(l) Δ H=Q2 kJ·mol
2CO2(g)+3H2O(g) Δ H=Q3 kJ·mol
若使 46 g 酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( A.(Q1+Q2+Q3)kJ B.0.5(Q1+Q2+Q3)kJ C.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3)kJ D.-(3Q1-Q2+Q3)kJ
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3.根据焓变定义计算
Δ H=H(反应产物)-H(反应物) 这种计算方法常以图示方法给出,如图: 则反应 2A(g)+B(g) 2C(g)的焓变Δ H=H2-H1。
4.根据盖斯定律进行计算
其计算步骤一般是: (1)确定待求的反应方程式; (2)找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置; (3)根据待求方程式中各物质的系数和位置的需要对已知方程式进行处 理,或调整系数,或调整反应方向; (4)叠加并检验上述分析的正确与否。
(2)-46.2 kJ·mol-1
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【跟踪训练 2】 在 298 K、100 kPa 时,已知: 2H2O(g) O2(g)+2H2(g) Δ H1 2HCl(g) Δ H2 4HCl(g)+O2(g) Δ H3 B.Δ H3=Δ H1+Δ H2 C.Δ H3=Δ H1-2Δ H2 D.Δ H3=Δ H1-Δ H2 Cl2(g)+H2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) A.Δ H3=Δ H1+2Δ H2
C.当同一个化学反应以不同的过程完成时,反应的焓变是不同的 D.如果一个化学方程式可通过其他几个化学方程式相加减而得到,则该反应 的焓变为相关化学反应的焓变的代数和
2.已知:①H2O(g) ②C2H5OH(g) ③C2H5OH(g)+3O2(g) H2O(l) Δ H=Q1 kJ·mol
-1 -1 -1
(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较 ①物质所处的状态(气态、液态、固态能量依次降低)不同,所具有的能量不同。 ②生成相同状态的生成物时,反应物处于高能量状态时放出的热量较多。如气 态的硫蒸气较等量固态硫燃烧放出热量多。③相同的反应物,生成物的能量状
态越低,则放出热量越多。如等量的氢气燃烧生成液态水比生成气态水放出热
-1
判断 Q1、Q2、Q3 三者关系正确的是( A ) A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2 C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
解析:第一个反应完全燃烧生成SO2,放出热量要大于后面两个不 完全燃烧生成S的反应,即Q1最大,第二个反应生成的是液态水,
放出热量要大于生成气态水的第三个反应,所以Q1>Q2>Q3。
化学
【特别提示】 运用盖斯定律求反应焓变,必要时可先根据题意虚拟转化
过程,然后再根据盖斯定律列式求解,同时注意,化学反应正向书写与反向
书写时的焓变数值相等,符号相反。
化学
【例2】 研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题:
(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示: 反应的热化学方程式为 。
D )
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3.同素异形体相互转化的反应热相当少而且转化速率较慢,有时还很不完全, 测定反应热很困难,现在可根据盖斯定律进行计算。 已知:P4(s,白磷)+5O2(气体) P(s,红磷)+
5 O2(气体) 4
P4O10(固体)Δ H=-2 983.2 kJ·mol-1
1 -1 P4O10(固体)Δ H=-738.5 kJ·mol 4
1 1 -③× ,得 2C(s,石墨)+H2(g) C2H2(g) 2 2 1 ΔH=-393.5 kJ·mol-1×2+(-571.6 kJ·mol-1)× -(-2 599 kJ·mol-1) 2 1 × =226.7 kJ·mol-1。 2 (4)第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式,得 4Al(s)+2Fe2O3(s)
(2)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol 化学键时释放(或吸收)的能量。已知: 键的键能是 948.9 kJ·mol-1,H—H 键的
1 3 N2(g)+ H2(g) 2 2
键能是 436.0 kJ·mol-1,N—H 键的键能是 391.55 kJ·mol-1,则 NH3(g) Δ H= 。
) D.无法计算
C.Δ H1=Δ H2
化学
解析:(1)由图知,CO(g)+H2O(g)
(2)
1 3 N2(g)+ H2(g) 2 2
-1
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。
1 3 +436.0× -391.55×3） 2 2
NH3(g) ΔH=（948.9×
-1
kJ·mol =-46.2 kJ·mol 。
量多。④对于能量状态不同的同素异形体发生相同反应与此相似,如等量的金 刚石燃烧较石墨放出热量多。
化学
(2)根据热化学方程式中系数比较
热化学方程式中的系数只表示物质的量,当反应物的系数较大时,表示参与 反应的反应物多,放出热量也多。 (3)根据反应进行的程度比较 ①对于分步进行的反应来说,反应进行得越彻底,其热效应越大。如等量的 碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。 ②对于可逆反应来说,反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,吸收或放
化学
第2课时 反应焓变的计算
化学
【新课导入】 (教师用书备用) 在上一节课的学习中,我们知道了焓变,ΔH 是反应产物的总焓与反应物的总 焓之差,也通过实验测定出了盐酸和 NaOH 中和反应的焓变,但有些反应的焓变是 不易测定的,如 2C(s,石墨)+O2(g) 2CO(g),无法让石墨恰好氧化为一氧化碳, 那么该反应的焓变如何确定呢?有一个叫盖斯的科学家总结出一条规律,就解决了 这个问题,我们来看看这个问题是如何解决的呢?
(3)由已知反应①×2+②×
2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH ΔH=ΔH1-ΔH2,因铝热反应是放热反应,则ΔH<0,即ΔH1-ΔH2<0,ΔH1<ΔH2。
化学
答案:(1)CO(g)+H2O(g) Δ H=-41 kJ·mol-1 (3)226.7 kJ·mol-1 (4)B
CO2(g)+H2(g)
2.比较ΔH的大小时要注意什么?
化学 【疑难剖析】 1.Δ H有正负之分,在比较Δ H大小时,要连同符号包含在内。若只比较反应放 出的热量多少,则只看数值大小,与“+”“-”无关。如反应①:Δ H1=-200 kJ· mol1,
反应②:Δ H2=-300 kJ· mol-1,则Δ H1>Δ H2,而反应放出的热量①小于②。 2.反应热的常用比较方法
则Δ H3 与Δ H1 和Δ H2 间的关系正确的是( A )
解析:第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加
得到,由盖斯定律可知ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
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答案:根据焓变表达式:ΔH=H(反应产物)-H(反应物),可知反应物不管分
几步转变为反应产物,在确定条件下,反应物与反应产物所具有的总焓是 确定的,其差值也就是确定的,与反应过程无关。
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自评预习效果
1.下列说法中不正确的是(
C )
A.利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变
B.在指定状态下各物质的焓值都是确定且唯一的
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预习教材新知
盖斯定律
1.内容 对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应 焓变 都是 一样的。 2.意义 对于那些无法或较难通过实验测得反应焓变的反应,可应用盖斯定律计算 得出该反应的焓变。
3.应用
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应 的焓变即为这几个化学反应焓变的 代数和 。
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探究2
焓变的计算方法
问题导引 1.反应产物化学键形成放出的总能量为E1,反应物化学键断裂吸收的总 能量为E2,则ΔH为多少? 2.用盖斯定律求ΔH时,在调整物质的系数或反应方向时应注意什么问题?
化学
【疑难剖析】
1.根据热化学方程式计算 其计算方法与根据一般方程式计算相似,可以把Δ H看成方程式内的一项进行 处理,反应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。 2.根据化学键断裂和形成过程中的能量变化来计算 焓变等于破坏旧化学键吸收的能量与形成新化学键所放出的能量之差。 Δ H=E(反应物的化学键断裂吸收的总能量)-E(反应产物的化学键形成放出的 总能量)